В марте 1938 г. СБ бисЗ продолжил летные испытания. На этот раз оба двигателя имели систему охлаждения по типу НИИ ВВС, управление радиаторами стало раздельным (левым и правым) и появились управляемые щели в тракте обдува маслорадиаторов. На этот раз испытания прошли успешно. СБ бисЗ налетал около 10 часов без существенных проблем, но для контроля предложили повторить полеты летом, что позднее и сделали.
Но до внедрения новых капотов и туннельных радиаторов в 1938 г. не дошло. Основные силы тогда бросили на доводку «96-й серии», описанной ранее. Параллельно конструкторы разрабатывали два перспективных варианта – ММН и СБ-2М-106.
На втором из них планировали смонтировать два новых двигателя М-106 конструкции В.Я. Климова. Эти моторы максимальной мощностью по 1350 л. с. начали разрабатывать в 1937 г. По расчетам прирост тяги должен был существенно поднять летные данные самолета. Максимальная скорость на высоте 6000 м должна была дойти до 550-600 км/ч, практический потолок – до 11000 м. Машина должна была иметь нормальную дальность полета 1500 км (с полной бомбовой нагрузкой). Экипаж СБ-2М-106 состоял из трех человек. Вооружение складывалось из трех 7,62-мм пулеметов (из них два – в подфюзеляжном люке) и одного 12,7-мм пулемета (в носу). По другому варианту в передней кабине монтировалась 20-мм пушка с 200 снарядами. 600 кг бомб размещались в бомбоотсеке и еще 500 кг – на наружной подвеске. В середине 1938 г. приступили к разработке эскизного проекта СБ-2М-106, затем начали изготавливать макет самолета. По сохранившимся чертежам видно, что проект сочетал мотогондолы, схожие с использованными на опытном СБ бисЗ, с сильно укороченным и уменьшенным по площади крылом с развитыми зализами. Поскольку двигатели М-106 в срок на завод не поступили, то опытный образец бомбардировщика не строился. Фактически выставить М-106 на летные испытания удалось лишь в ноябре 1942 г.
Опытный СБ бис3 на испытаниях, март 1938 г.
Второй проект, ММН, опирался на более доведенные (и менее мощные) моторы М-105. У них максимальная мощность составляла 1100 л. с. Двигатели располагались в хорошо обтекаемых гондолах с туннельными радиаторами. Вход и выход охлаждающего воздуха регулировался совками. Крыло спроектировали существенно отличным от СБ. Консоли уменьшили по размаху и площади и предусмотрели развитые зализы на стыках крыла с фюзеляжем и мотогондолами. Несколько изменилась площадь элеронов и оперения, площадь щитков увеличили на 40% (чтобы воспрепятствовать росту посадочной скорости при меньшей площади крыла). Носовую часть фюзеляжа вытянули. У штурмана, сидевшего впереди, стояло второе управление. За рыбообразную переднюю часть фюзеляжа самолет получил прозвище «Щука».
На этой машине также предполагали внедрить убираемые в полете лыжи, верхнюю экранированную турель МВ-3 (но на ранних вариантах чертежей явно просматривается старая Тур-9) и дополнительные бензобаки в консолях. По плану наркомата оборонной промышленности (НКОП) ММН требовалось выставить на испытания в июне 1939 г. Завод № 22 брался выпустить машину на аэродром еще раньше – в декабре 1938 г.
По расчетам максимальная скорость ММН должна была составлять 485 км/ч на высоте 5000 м, практический потолок – 11000 м, дальность – 1000 км (в перегрузочном варианте – до 2700 км). Вооружение по проекту состояло из трех пулеметов – впереди, сверху и снизу. Реально на опытном образце ММН поставили два – один спереди, а другой сверху в турели МВ-3; люковой установки не было. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 500 кг, максимальная – 1600 кг.
На испытания в НИИ ВВС «Щука» попала летом 1939 г. До расчетных показателей она далеко недотягивала. Максимальная скорость оказалась 458 км/ч на высоте 4200 м, практический потолок – 9000 м (а у серийных бомбардировщиков СБ потолок тогда был около 9700 м). ММН значительно проигрывал самолетам «96-й серии» по скороподъемности, скорости у земли и очень сильно – по разбегу на взлете и пробегу на посадке. Разбег у него составлял 520 м, а у доработанного самолета № 1/83, ставшего эталоном «96-й серии» – 322 м. Посадочная скорость ММН равнялась 150-160 км/ч против 125 км/ч у серийных СБ.
В итоге бомбардировщик забраковали – как по летным данным, так и по недостаточной обороноспособности. Но отдельные элементы конструкции ММН потом неоднократно использовали.
Более успешно продвигалась постепенная модернизация серийных СБ. Но она значительно отставала по срокам и результатам от требований ВВС. В марте 1939 г. Локтионов направил наркому обороны К.Е. Ворошилову докладную записку о том, что завод опаздывает с внедрением новшеств на пять-шесть месяцев. К 1 апреля военные планировали получать уже серийные машины с убирающимися лыжами, новыми капотами с туннельными радиаторами и турелями МВ-3 (верхней) и МВ-2 (нижней).
11 марта в НИИ ВВС начались испытания головного серийного СБ со странным номером 1/0. Этим «нулем» обозначили установочную серию новой модификации, предназначенную для доводки и разного рода экспериментов. Таким образом, бомбардировщик № 1/0 являлся головным самолетом всей «201-й серии». Первый полет на заводе эта машина сделала 3 марта. Поскольку промышленность существенно опаздывала против назначенных сроков, ограничились очень краткими заводскими испытаниями и передали самолет в НИИ ВВС. Летал на нем экипаж капитана Хрипкова. Мотоустановка в основном соответствовала опытному самолету СБ бисЗ и немного отличалась по масло- и бензосистемам, а также организации охлаждения. Например, убрали дефлекторы за радиаторами и ликвидировали щели в передней части капота.